KR102089449B1 - Production method of paramylon by co-cultivation of Euglena gracilis and bacterium Vibrio natriegens - Google Patents

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김지영
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Abstract

The present invention relates to a method of promoting the growth of euglena by co-culturing Bacterium vibrio natriegens and Euglena gracilis, and increasing the production of paramylon, a beta-glucan polymer. The method for producing paramylon according to the present invention promotes the growth of euglena gracilis and increases the production of paramylon by co-culturing Euglena gracilis and Bacterium vibrio natriegens, and thus the paramylon, the beta-glucan polymer, can be produced effectively. Particularly, in the method of the present invention, the optimal inoculation culture concentration ratio and a bacterial inoculation time is confirmed that the production of paramylon can be maximized when co-culturing Euglena gracilis and Bacterium vibrio natriegens, thereby being useful for the production of raw beta-glucan materials.

Description

유글레나 그라실리스 및 박테리움 비브리오 나트리에젠스 공동배양을 통한 파라밀론의 생산방법{Production method of paramylon by co-cultivation of Euglena gracilis and bacterium Vibrio natriegens}Production method of paramylon by co-cultivation of Euglena gracilis and bacterium Vibrio natriegens

본 발명은 박테리움 비브리오 나트리에젠스와 유글레나 그라실리스를 공동 배양하여 유글레나의 성장을 촉진시키고, 베타글루칸 중합체인 파라밀론 생산을 증대시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of promoting the growth of euglena by co-cultivating Bacterium vibrio natrigens and euglena gracilis, and increasing the production of paramylon, a beta-glucan polymer.

베타-1, 3-글루칸(β-1, 3-glucan)은 면역력 강화, 항산화 작용, 콜레스테롤과 혈압 수치 조절 등에 도움이 되는 것으로 알려진 물질이다. 이러한 기능 덕분에 화장품, 건강기능식품 등 다양한 곳에 활용되고 있으며, 수요가 증가함에 따라서 베타글루칸 생산 원료에 대한 관심도 증가하고 있는 추세이다. 베타글루칸은 버섯, 곡물, 박테리아 등 다양한 생물에 존재하고 있으나, 이들로부터의 베타글루칸 생산은 효율이 낮거나 추출법이 어려운 실정이다. Beta-1, 3-glucan (β-1, 3-glucan) is a substance known to help strengthen immunity, antioxidant activity, and control cholesterol and blood pressure levels. Thanks to these functions, it is used in various places such as cosmetics and health functional foods, and as demand increases, interest in beta-glucan production raw materials is also increasing. Beta-glucan exists in various organisms such as mushrooms, grains, and bacteria, but production of beta-glucan from them is low or difficult to extract.

유글레나(Euglena)는 일본에 있어서는 「녹색벌레(insect green)」의 일본 명칭으로 널리 알려져 있으며, 일반적으로 늪, 연못, 논 등의 담수에 생식하고 있는 미생물의 학술명이다. 유글레나는 엽록체를 가지고 광합성을 활발하게 수행하는 한편, 편모나 세포수축에 의한 운동성을 가지는 등의 동물적인 특징을 나타내는 것으로부터 분류학상에 있어서, 식물과 동물 양쪽의 분류에 속하는 매우 희귀한 미생물이라고 말할 수 있다. 현재, 유글레나를 함유하는 조류에 의한 유용물질 생산의 가능성에 관해서 각종 산업계가 주목하고 있다. 조류를 건조시킨 것은, 식품으로서의 실용화가 일부에서 이미 수행되고 있으며, 고등식물에 비하여 석유 유래의 화성품 대체원료, 혹은 연료의 원료 등 유용물질을 고수율로서 생산할 수 있는 잠재력을 가지고 있기 때문이다. 유글레나는 탄수화물로서 파라밀론(Paramylon)을 세포 내에 축적한다. 파라밀론은 약 700개의 글루코스가 β-1,3- 결합에 의해 중합한 고분자체의 입자이다.Euglena is widely known as the Japanese name for "insect green" in Japan, and is a scientific name for microorganisms that inhabit fresh water such as swamps, ponds, and rice fields. Euglena is said to be a very rare microorganism belonging to the classification of both plants and animals in taxonomy because it exhibits animal characteristics such as motility by flagella or cell contraction while actively performing photosynthesis with chloroplasts. You can. Currently, various industries are paying attention to the possibility of producing useful substances by algae containing euglena. The reason why algae is dried is that commercialization as a food has already been performed in some parts, and it has the potential to produce useful materials such as petroleum-derived chemical replacement materials or fuel raw materials with a high yield compared to higher plants. Euglena accumulates paramylon as a carbohydrate in cells. Paramylon is a particle of a polymer body in which about 700 glucose is polymerized by β-1,3- bond.

미생물간 공동 배양을 통하여 새로운 물질을 생산하거나 원하는 특정 물질을 더 많이 생산하도록 하는 방법에 관한 연구는 많이 진행되어 오고 있다. 그러나 이러한 시도가 유글레나 종을 대상으로는 많이 연구되지 않았으며 특히 파라밀론 생산량 증대를 시도한 경우는 전무하다.A lot of research has been conducted on a method of producing new substances through co-cultivation between microorganisms or producing more specific substances desired. However, many of these attempts have not been studied with euglena species, especially in attempts to increase paramylon production.

이에 본 발명자는 유글레나 그라실리스와 다른 미생물간 공동배양을 통해 유글레나의 성장을 촉진시킴으로써 베타글루칸 중합체인 파라밀론 생산을 효과적으로 증대시킬 수 있는 방법을 개발하고자 연구를 진행하였으며, 그 결과 유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양하는 경우 유글레나 그라실리스 생장을 촉진시키며 파라밀론 생산을 증대시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. 특히, 유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양시 파라밀론 생산을 최대한으로 도출할 수 있는 최적의 접종 배양 농도비율 및 박테리아 접종 시기를 최초로 규명하였다.Accordingly, the present inventor conducted research to develop a method capable of effectively increasing the production of paramylon, a beta-glucan polymer, by promoting the growth of euglena through co-cultivation between euglena gracilis and other microorganisms, and as a result, euglena gracilis and bacterium In the case of co-cultivation of Lyum vibrio natrigens, the present invention was completed by confirming that it can promote the growth of euglena gracilis and increase the production of paramylon. In particular, the optimal inoculation culture concentration ratio and bacterial inoculation time for the first time were identified to co-cultivate Euglena Gracilis and Bacterium Vibrio Natrigens to maximize paramylon production.

한국등록특허 제10-2013-0048234호Korean Registered Patent No. 10-2013-0048234 한국공개특허 제10-2015-0134350호Korean Patent Publication No. 10-2015-0134350 한국공개특허 제10-2018-0002772호Korean Patent Publication No. 10-2018-0002772

따라서 본 발명의 목적은 고부가가치 물질인 파라밀론(베타글루칸)을 효과적으로 생산할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for effectively producing paramylon (beta-glucan), a high value-added material.

본 발명의 다른 목적은 파라밀론의 생산능이 증진된 유글레나 그라실리스 생산 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing euglena gracilis with enhanced production capacity of paramylon.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, In order to achieve the object of the present invention as described above,

본 발명은 유글레나 그라실리스와 박테리아를 공동배양하는 단계; 및 상기 배양물을 수득하는 단계를 포함하는, 파라밀론의 생산방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of co-culturing Euglena gracilis and bacteria; And it provides a method for producing paramylon, comprising the step of obtaining the culture.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 박테리아는 박테리움 비브리오 나트리에젠스일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the bacteria may be Bacterium vibrio natrigens.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유글레나 그라실리스와 박테리아는 1:10의 농도 비율로 접종되어 공동배양될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the euglena gracilis and bacteria may be inoculated at a concentration ratio of 1:10 and co-cultured.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유글레나 그라실리스는 지수기(exponential phase)의 세포일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the euglena gracilis may be an exponential phase cell.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 배양물은 파라밀론을 건중량 기준 9.5 ~ 10 g/L로 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the culture may include paramylon in a dry weight basis of 9.5 ~ 10 g / L.

또한, 본 발명은 유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양하는 단계를 포함하는, 파라밀론 생산이 증진된 유글레나 그라실리스 생산 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing euglena gracilis in which paramylon production is enhanced, comprising the step of co-culturing euglena gracilis and bacterium vibrio natrigens.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 방법으로 생산된 파라밀론은 평균 과립 입자 사이즈가 3 ~ 4μm일 수 있다.In one embodiment of the present invention, paramylon produced by the above method may have an average granular particle size of 3 to 4 μm.

본 발명에 따른 파라밀론의 생산방법은 유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양함으로써 유글레나 그라실리스 생장을 촉진시키며 파라밀론 생산을 증대시킬 수 있는바, 베타글루칸 중합체인 파라밀론을 효과적으로 생산할 수 있다. 특히, 본 발명의 방법에서는 유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양시 파라밀론 생산을 최대한으로 도출할 수 있는 최적의 접종 배양 농도비율 및 박테리아 접종 시기를 확인하였는바, 베타글루칸 원료 생산을 위해 유용하게 사용될 수 있다.The method for producing paramylon according to the present invention promotes the growth of euglena gracilis and increases the production of paramylon by co-culturing Euglena gracilis and Bacterium vibrio natrigens. It can be produced effectively. Particularly, in the method of the present invention, the optimal inoculation culture concentration ratio and the bacterial inoculation time to confirm the optimal inoculation culture concentration that can elicit maximum production of paramylon when co-cultivating Euglena gracilis and Bacterium vibrio natrigens, beta glucan raw materials It can be useful for production.

도 1은 박테리아 종류별 유글레나와의 공동배양에 따른 유글레나의 건중량 및 파라밀론 생산 증가량을 측정하여 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 박테리아 접종 비율에 따른 유글레나의 건중량 및 파라밀론 생산량 변화를 나타낸 것이다. (A: 유글레나, B: 박테리아)
도 3은 박테리아 접종 시기에 따른 유글레나의 파라밀론 생산량 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 박테리아와 유글레나 공동 배양에 따른 파라밀론 과립의 크기 변화를 나타낸 것이다.
도 5는 박테리아와 유글레나 공동 배양에 따른 파라밀론 구조를 비교한 것이다.
1 is a graph showing the increase in dry weight and increase in paramylon production of euglena according to co-culture with euglena by bacteria type.
Figure 2 shows the change in the dry weight and paramylon production of euglena according to the rate of bacterial inoculation. (A: Euglena, B: Bacteria)
Figure 3 shows the change in the production of paramylon of euglena according to the timing of bacterial inoculation.
Figure 4 shows the size change of the paramylon granules according to co-culture with bacteria and euglena.
5 is a comparison of the paramylon structure according to co-culture with bacteria and euglena.

본 발명은 유글레나 그라실리스와 박테리아를 공동배양하는 공정을 통해 파라밀론을 생산하는 방법을 제공함에 그 특징이 있다.The present invention is characterized by providing a method for producing paramylon through a process of co-culturing bacteria with euglena gracilis.

본 명세서에서 언급하는 ‘유글레나 그라실리스(Euglena gracilis)’는 담수에 사는 원생생물 중 하나로, 비타민의 일종인 알파-토코페롤(α-tocopherol), 베타글루칸 중합체인 파라밀론(paramylon), 지질 등 다양한 유용물질을 생산할 수 있다. 특히 암배양 조건에서 당배양을 할 경우 파라밀론 함량이 건중량 대비 60% 이상일 뿐만 아니라 세포벽이 존재하지 않아 파라밀론 추출도 다른 생물에 비해 비교적 쉽다. 또한 파라밀론 구조가 베타-1, 3 결합으로 이루어져 있기 때문에 다른 결합이 섞여 있는 버섯, 곡물로부터 추출한 베타글루칸보다 기능이 뛰어나다고 볼 수 있다.'Euglena Grasilis ( Euglena) mentioned in this specification gracilis ) 'is one of the protozoa living in fresh water and can produce various useful substances such as alpha-tocopherol, a kind of vitamin, paramylon, a beta-glucan polymer, and lipid. Particularly, when sugar culture is performed under cancer culture conditions, paramylon content is more than 60% by dry weight, and cell wall does not exist, so paramylon extraction is relatively easy compared to other organisms. In addition, since the paramylon structure is composed of beta-1 and 3 bonds, it can be considered that it has a superior function than beta-glucan extracted from mushrooms and grains in which other bonds are mixed.

본 명세서에서 언급하는 ‘파라밀론(paramylon)’는 유글레나류의 세포내 저장물질로서 베타글루칸 중합체이다.The term "paramylon" referred to herein is a beta-glucan polymer as an intracellular storage material of euglena.

본 발명의 파라밀론의 생산방법은 유글레나 그라실리스와 박테리아를 공동배양하는 단계; 및 상기 배양물을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.The method for producing paramylon according to the present invention includes co-culturing Euglena gracilis and bacteria; And it may include the step of obtaining the culture.

본 발명의 일 구체예에서 상기 박테리아는 박테리움 비브리오 나트리에젠스일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the bacteria may be Bacterium vibrio natrigens.

본 발명의 하기 실시예에서는 유글레나와 공동배양이 가능한 박테리아 종류를 선별하기 위하여 박테리아의 종류로 슈도모나스(Pseudomonas sp), 비브리오 나트리에젠스(Vibrio natriegens), 페니바실러스 용인엔시스(Paenibacillus yonginensis), 스핑고모나스 파나시테라에(sphingomonas panaciterrae) 각각을 유글레나와 공동배양하였으며, 그 결과 비브리오 나트리에젠스만이 유글레나와 공동배양시 유글레나의 생장을 촉진시킬 수 있는 것을 확인하였다.In the following examples of the present invention, Pseudomonas ( Pseudomonas) is used as a type of bacteria in order to select a type of bacteria capable of co-cultivation with Euglena. sp), Vibrio natriegens ), Paenibacillus yonginensis , sphingomonas panaciterrae ) were co-cultured with Euglena, and as a result, it was confirmed that only Vibrio Natrigens can promote the growth of Euglena when co-cultured with Euglena.

본 발명의 다른 구체예에서 상기 유글레나 그라실리스와 박테리아는 1:10의 농도 비율로 접종되어 공동배양될 수 있으며, 상기 유글레나 그라실리스는 지수기(exponential phase)의 세포일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the euglena gracilis and bacteria may be inoculated and co-cultured at a concentration ratio of 1:10, and the euglena gracilis may be cells in an exponential phase.

본 발명의 하기 실시예에서는 유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양시 파라밀론 생산을 최대한으로 도출할 수 있는 최적의 접종 배양 농도비율 및 박테리아 접종 시기를 확인하였으며, 그 결과 유글레나 그라실리스와 박테리아는 1:10의 농도 비율로 접종 배양하는 경우 파라밀론 생산이 가장 우수하였으며, 박터리아 접종 시기는 유글레나 그라실리스가 지수기(exponential phase) 세포일 때 파라밀론 생산이 가장 우수한 것으로 나타났다.In the following examples of the present invention, the optimal inoculation culture concentration ratio and bacterial inoculation time were confirmed to maximize paramylon production when co-culturing Euglena gracilis and Bacterium vibrio natrigens, and as a result, Euglena gras Silice and bacteria showed the best paramylon production when inoculated and cultured at a concentration ratio of 1:10, and the best time to inoculate bacteria was paramylon production when euglena gracilis was an exponential phase cell. .

본 발명의 방법으로 파라밀론을 생산하는 경우 배양물의 건중량 기준 9.5 ~ 10 g/L로 파라밀론이 포함할 수 있다.In the case of producing paramylon by the method of the present invention, paramylon may be included in 9.5 to 10 g / L based on the dry weight of the culture.

또한, 본 발명은 유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양하는 단계를 포함하는, 파라밀론 생산이 증진된 유글레나 그라실리스 생산 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing euglena gracilis in which paramylon production is enhanced, comprising the step of co-culturing euglena gracilis and bacterium vibrio natrigens.

본 발명의 일구체예에서, 상기 방법으로 생산된 파라밀론은 평균 과립 입자 사이즈가 3 ~ 4μm일 수 있다.In one embodiment of the present invention, paramylon produced by the above method may have an average granular particle size of 3 to 4 μm.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are intended to illustrate the present invention more specifically, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

<< 실시예Example 1> 1>

유글레나 배양 및 성장, Euglena culture and growth, 파라밀론Paramylon 측정 Measure

본 발명에서는 유글레나 그라실리스 (Euglena gracilis strain Z) 종을 이용하였다. 위 미세조류는 Culture Collection of Autotrophic Organisms at the Institute of Botany of the Academy of Sciences of the Czech Republic에서 구매하였다. 배양 배지는 Modified Hutner’s medium을 이용하였으며, 1L 3차 증류수에 (단위: g) glucose, 20; glutamic acid, 5; malic acid, 5; glycine, 2.5; asparagine, 2; urea, 0.4; succinic acid, 0.1; KH2PO4, 0.4; MgSO4 ·7H2O, 0.14; MgCO3, 0.4; CaCO3, 0.1; trace elements solution, 10mL/L; vitamin solution, 10mL/L 와 H3BO3 solution, 10ml/L를 첨가하였다. Trace elements solution은 1L 3차 증류수에 (단위: g) (NH4)2Fe(SO4)2 ·6H2O, 2.1; ZnSO4 ·7H2O, 1.1; MnSO4 ·H2O, 0.58; (NH4)5Mo7O24 ·4H2O, 0.18; CoSO4 ·7H2O, 0.024; CuSO4 ·5H2O, 0.077 와 NaNO3 ·4H2O, 0.074를 첨가하여 제조하였다. Vitamin solution은 thiamin, 0.06 g 및 cyanocobalamin 0.005 g를 1L 3차 증류수에 첨가하여 만들었으며, H3BO3 solution은 0.029 g를 1L 3차 증류수에 첨가하여 만들었다. 배지는 121℃에서 20분간 멸균을 한 후 사용하였다. 500 mL 삼각플라스크(DURAN 제조)에 250 mL의 배지를 넣어 시드 배양(seed cultivation)을 하였으며, 배양 온도는 28℃ 였으며, 암조건에서 150 rpm 으로 교반해주었다.In the present invention, Euglena gracilis ( Euglena gracilis strain Z) species were used. The above microalgae were purchased from Culture Collection of Autotrophic Organisms at the Institute of Botany of the Academy of Sciences of the Czech Republic. Modified Hutner's medium was used as the culture medium, and in 1L tertiary distilled water (unit: g) glucose, 20; glutamic acid, 5; malic acid, 5; glycine, 2.5; asparagine, 2; urea, 0.4; succinic acid, 0.1; KH 2 PO 4 , 0.4; MgSO 4 · 7H 2 O, 0.14; MgCO 3 , 0.4; CaCO 3 , 0.1; trace elements solution, 10 mL / L; Vitamin solution, 10mL / L and H 3 BO 3 solution, 10ml / L were added. Trace elements solution in 1L tertiary distilled water (unit: g) (NH 4 ) 2 Fe (SO 4 ) 2 · 6H 2 O, 2.1; ZnSO 4 · 7H 2 O, 1.1; MnSO 4 · H 2 O, 0.58 ; (NH 4) 5 Mo 7 O 24 · 4H 2 O, 0.18; CoSO 4 · 7H 2 O, 0.024; It was prepared by adding CuSO 4 · 5H 2 O, 0.077 and NaNO 3 · 4H 2 O, 0.074. Vitamin solution was made by adding thiamin, 0.06 g and cyanocobalamin 0.005 g to 1 L tertiary distilled water, and H 3 BO 3 solution was made by adding 0.029 g to 1 L tertiary distilled water. The medium was used after sterilization at 121 ° C for 20 minutes. 500 mL Erlenmeyer flask (manufactured by DURAN) was added with 250 mL of medium to perform seed cultivation, and the culture temperature was 28 ° C and stirred at 150 rpm under dark conditions.

유글레나 건중량은 1.45um 공극 크기를 가진 필터를 이용하여 측정하였다. Euglena dry weight was measured using a filter with a pore size of 1.45um.

파라밀론 추출을 위하여 유글레나 세포를 99.9% 에탄올로 2번 헹궈준 다음 0.1 M 인산나트륨 버퍼(pH 7.6)에 트립신(1 g/L)을 넣어 37℃에서 하루 이상 보관하였다. 그 후 원심분리하여 상층액을 제거하고 요소를 녹인 용액(500 g/L)을 넣어 헹궈준 다음 3차 증류수로 2번 더 헹궈주었다. 추출된 파라밀론은 건조 오븐에서 하루 이상 말려 무게를 측정하였다. 파라밀론 과립의 크기를 측정하기 위해서 주사전자현미경을 이용하였다. 파라밀론 구조 분석을 위해서는 핵자기공명 13C을 이용하였다.To extract paramylon, euglena cells were rinsed twice with 99.9% ethanol, and then trypsin (1 g / L) was added to 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.6) and stored at 37 ° C for more than one day. After that, the supernatant was removed by centrifugation, rinsed with a solution of urea (500 g / L), and then rinsed twice with tertiary distilled water. The extracted paramylon was dried in a drying oven for more than a day to measure weight. To measure the size of the paramylon granules, a scanning electron microscope was used. Nuclear magnetic resonance 13 C was used to analyze the paramylon structure.

<< 실시예Example 2> 2>

다양한 종류의 박테리아와 유글레나의 공동 배양Co-culture of various types of bacteria and euglena

본 실험에서는 유글레나와 공동배양이 가능한 박테리아 종류를 선별하기 위하여 박테리아의 종류로 슈도모나스(Pseudomonas sp. DSM 25356, Pseudomonas sp. DSM 25842), 비브리오 나트리에젠스(Vibrio natriegens KCTC 12726), 페니바실러스 용인엔시스(Paenibacillus yonginensis KCTC 33428), 스핑고모나스 파나시테라에(sphingomonas panaciterrae KCTC 42346) 각각을 유글레나와 공동배양하였다. 상기 박테리아들은 모두 식물호르몬의 일종인 옥신(Indole-3-acetic acid, IAA)을 생산한다고 알려진 균주이다. 위 박테리아 균주들은 한국생물자원센터(KCTC) 또는 독일생물자원센터(DSMZ)로부터 분양받았다.In this experiment, Pseudomonas ( Pseudomonas) was selected as the type of bacteria to select the type of bacteria that can be co-cultured with Euglena. sp . DSM 25356, Pseudomonas sp . DSM 25842), Vibrio natriegens KCTC 12726, Paenibacillus yonginensis KCTC 33428), sphingomonas panaciterrae KCTC 42346) each was co-cultured with Euglena. All of the above bacteria are strains known to produce a kind of phytohormone (Indole-3-acetic acid, IAA). The bacterial strains were pre-sold by the Korea Biological Resource Center (KCTC) or the German Biological Resource Center (DSMZ).

배양 배지는 비브리오 나트리에젠스의 경우엔 Marine Broth medium 2216 (BD Difco), 페니바실러스 용인엔시스와 스핑고모나스 파나시테라에의 경우엔 TSA 배지, 슈도모나스 배양을 위해서는 Nutrient Broth medium (BD Difco)를 이용하였다. 박테리아 배양은 28℃에서 150 rpm 으로 교반해주었다. 유글레나 공동 배양을 위해서는 Euglena Medium을 이용하였으며, Euglena Medium은 1L 3차 증류수에 (단위: g) sodium acetate, 1; beef extract, 1; tryptone, 2; yeast extract, 및 CaCl2·H2O, 0.01을 넣어 제조하였다. 공동 배양은 150 mL 삼각플라스크에 100 mL의 Euglena Medium을 넣고 150 rpm, 28℃에서 배양하였다. 유글레나의 초기 접종 농도는 1×106 cells/mL였으며, 박테리아는 실험에 따라 1:1, 1:10, 1:50의 비율(세포수 기준)로 접종하였다. The culture medium was Marine Broth medium 2216 (BD Difco) for Vibrio Natrigens, TSA medium for Penicillus Yongin Ensis and Sphingomonas panacetera, and Nutrient Broth medium (BD Difco) for Pseudomonas culture. Was used. The bacterial culture was stirred at 28 ° C at 150 rpm. Euglena Medium was used for co-culture of Euglena, and Euglena Medium in 1L tertiary distilled water (unit: g) sodium acetate, 1; beef extract, 1; tryptone, 2; It was prepared by adding yeast extract and CaCl 2 · H 2 O, 0.01. For co-culture, 100 mL of Euglena Medium was added to a 150 mL Erlenmeyer flask and cultured at 150 rpm and 28 ° C. The initial inoculation concentration of Euglena was 1 × 10 6 cells / mL, and the bacteria were inoculated at a ratio of 1: 1, 1:10 and 1:50 (based on the number of cells) according to the experiment.

그 결과 도 1에서 나타낸 바와 같이, 유글레나와 비브리오 나트리에젠스를 공동배양하는 경우만이 유글레나의 건중량 및 파라밀론 생산량을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 1, it was confirmed that only when co-culture of Euglena and Vibrio Natrigens can increase the dry weight and paramylon production of Euglena.

상기와 같은 결과를 통해 공동 배양을 위한 박테리아는 비브리오 나트리에젠스(Vibrio natriegens) 종을 선택하였다.Through the above results, the bacteria for co-culture were selected from Vibrio natriegens species.

<< 실시예Example 3> 3>

비브리오 박테리아 접종 비율에 따른 유글레나의 Euglena according to Vibrio bacteria inoculation rate 건중량Dry weight  And 파라밀론Paramylon 생산량 변화 Production change

본 발명의 방법에 따라 유글레나 세포에 비브리오 박테리아를 1:1, 1:10, 1:50의 비율로 공동 배양을 하였다. According to the method of the present invention, vibrio bacteria were co-cultured in euglena cells at a ratio of 1: 1, 1:10, and 1:50.

그 결과 도 2에 나타낸 바와 같이, 박테리아(비브리오 나트리에젠스)와 공동배양한 경우 유글레나의 건중량 및 파라밀론 생산량이 증가하였으며, 유글레나:박테리아 비율이 1:10일 때 가장 높은 증가 효과를 확인할 수 있었다. 상기 결과에 의해 유글레나와 비브리오 박테리아를 공동 배양 하는 것은 유글레나의 성장 및 대사물질 생산을 촉진시키는 효과가 있음을 시사한다.As a result, as shown in FIG. 2, when co-cultured with bacteria (Vibrio natrigens), the dry weight and paramylon production of euglena increased, and the highest increase effect was observed when the euglena: bacterial ratio was 1:10. there was. The above results suggest that co-cultivation of Euglena and Vibrio bacteria has an effect of promoting the growth and production of metabolites.

<< 실시예Example 4> 4>

비브리오 박테리아 접종 시기에 따른 유글레나의 Euglena according to the timing of vibrio bacteria 파라밀론Paramylon 생산량 변화 Production change

본 발명의 방법에 따라 박테리아 최적 접종 시기를 찾기 위하여 유글레나:박테리아 비율을 1:10으로 하여 유글레나의 성장 시기(oh, 72h, 120h)에 따라 박테리아를 접종하였으며, 이에 따른 변화를 확인하였다. According to the method of the present invention, the bacteria were inoculated according to the growth period (oh, 72h, 120h) of the euglena with the euglena: bacteria ratio of 1:10 to find the optimal inoculation time for the bacteria, and the changes were confirmed.

그 결과 도 3에서 나타낸 바와 같이, 박테리아(비브리오 나트리에젠스)를 첨가한 시점 이후로 파라밀론 생산량이 증가하였다. 특히, 유글레나가 지수생장기(exponential stage)일 때 파라밀론 생산 촉진 효과가 가장 크게 나타났다. 참고로, 지수기(exponential phase)는 미세조류의 발육 과정에서 원형질의 증대가 최대, 또한 일정한 속도가 되는 시기를 의미한다. 세대시간이 가장 짧고 대사 산물이 원형질의 합성에 가장 활발하게 이용되는 시기이다.As a result, as shown in FIG. 3, the production of paramylon has increased since the time of adding the bacteria (Vibrio natrigens). Particularly, when euglena was in the exponential stage, the effect of promoting paramylon production was the greatest. For reference, the exponential phase refers to a period in which the growth of protoplasm becomes maximum and constant speed in the development process of microalgae. It is the period with the shortest generation time and the most active use of metabolites for the synthesis of protoplasts.

<< 실시예Example 5> 5>

파라밀론Paramylon 모양 및 구조 분석 Shape and structure analysis

도 4과 도 5는 유글레나가 생산한 파라밀론의 모양과 구조를 분석한 것이다. 파라밀론 모양은 주사전자현미경(S-4700, Hitachi)을 사용하여 분석하였으며, 구조는 핵자기공명 13C을 이용하여 분석하였다.4 and 5 analyze the shape and structure of paramylon produced by Euglena. The paramylon shape was analyzed using a scanning electron microscope (S-4700, Hitachi), and the structure was analyzed using nuclear magnetic resonance 13 C.

그 결과 도 4에서 나타낸 바와 같이, 유글레나가 생산한 파라밀론의 모양이 유글레나 단독 배양에서보다 박테리아박테리아(비브리오 나트리에젠스)와 함께 공동배양했을 때 과립의 크기가 증가함을 확인할 수 있었다. 이는 비브리오 박테리아가 유글레나가 생산하는 파라밀론의 크기에 영향을 미침을 의미한다. As a result, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the shape of paramylon produced by Euglena increased in size when co-cultured with bacterial bacteria (Vibrio natrigens) than in Euglena alone culture. This means that Vibrio bacteria affect the size of euglena-produced paramylon.

파라밀론 구조를 13C 핵자기공명을 이용한 분석한 결과, 도 5에서 나타낸 바와 같이 유글레나와 비브리오 박테리아간 공동 배양을 진행하더라도 파라밀론의 구조(베타-1, 3 결합)는 변하지 않음을 확인하였다. As a result of analyzing the paramylon structure using 13 C nuclear magnetic resonance, as shown in FIG. 5, it was confirmed that the structure (beta-1, 3 bond) of paramylon does not change even when co-cultivation between euglena and vibrio bacteria is performed.

상기와 같은 결과를 통해, 공동 배양이 파라밀론의 생산을 증가시키는 한편 파라밀론의 구조에는 영향을 미치지 않기 때문에 상업적으로 이용하는데 문제가 없음을 확인할 수 있었다.Through the above results, it was confirmed that co-cultivation increases the production of paramylon while not affecting the structure of paramylon, so there is no problem in commercial use.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been focused on the preferred embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in terms of explanation, not limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent range should be interpreted as being included in the present invention.

Claims (7)

유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양한 배양물을 수득하는 단계를 포함하는, 파라밀론의 생산방법.A method for producing paramylon, comprising the step of obtaining a culture co-cultured with Euglena gracilis and Bacterium vibrio natrigens. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유글레나 그라실리스와 박테리아는 1:10의 농도 비율로 접종되어 공동배양되는 것을 특징으로 하는 파라밀론의 생산방법.
According to claim 1,
The euglena gracilis and bacteria are inoculated at a concentration ratio of 1:10 and co-cultured, characterized in that the production method of paramylon.
제1항에 있어서,
상기 유글레나 그라실리스는 지수기(exponential phase)의 세포인 것을 특징으로 하는 파라밀론의 생산방법.
According to claim 1,
The euglena gracilis is a method of producing paramylon, characterized in that the cells of the exponential phase (exponential phase).
제1항에 있어서,
상기 배양물은 파라밀론을 5 ~ 6g/L의 농도로 포함하는 것을 특징으로 하는 파라밀론의 생산방법.
According to claim 1,
The culture method for producing paramylon, characterized in that it comprises paramylon in a concentration of 5 ~ 6g / L.
유글레나 그라실리스와 박테리움 비브리오 나트리에젠스를 공동배양하는 단계를 포함하는, 파라밀론 생산이 증진된 유글레나 그라실리스 생산 방법.A method for producing euglena gracillis with enhanced production of paramylon, comprising the step of co-culturing euglena gracilis and bacterium vibrio natrigens. 제6항에 있어서,
상기 방법으로 생산된 파라밀론은 평균 과립 입자 사이즈가 3 ~ 4μm인 것을 특징으로 하는, 파라밀론 생산이 증진된 유글레나 그라실리스 생산 방법.
The method of claim 6,
Paramylon produced by the above method is characterized in that the average granular particle size is 3 ~ 4μm, euglena gracilis production method with enhanced paramylon production.
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